Question

12．如圖所示，利用滑輪組勻速拉動(dòng)放在水平地面上重為G的物體，物體移動(dòng)的距離為S₁，繩子自由端移動(dòng)的距離為S₂，A點(diǎn)的拉力為F_A．下列說法正確的是（　�。�

• A． F_A=2F
• B． 有用功為GS₁
• C． 物體受到地面的摩擦力為2Fη
• D． 額外功為FS₂-GS₁

Answer 1

分析 使用滑輪組水平拉動(dòng)物體，拉力F所做的功為總功，克服物體摩擦力所做的功為有用功，從圖可知，由2段繩子與動(dòng)滑輪相連，則s_拉=2s_物，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$滑輪組的機(jī)械效率計(jì)算出摩擦力；物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，繩子的拉力和物體受到的摩擦力是一道平衡力，二力大小相等．

解答 解：
A、由圖可知，n=2，輕質(zhì)滑輪組說明不計(jì)滑輪的重力；若不計(jì)繩重、繩和輪之間的摩擦（理想情況下），拉力F=$\frac{f}{2}$=$\frac{{F}_{A}}{2}$，但繩重、繩和輪之間的摩擦是存在的，所以，F(xiàn)＞$\frac{{F}_{A}}{2}$，即F_A＜2F，故A錯(cuò)誤；
B、因物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力F_A和摩擦力f是一對(duì)平衡力，即F_A=f，該滑輪組的有用功是克服物體與地面的摩擦力做功，即W_有用=fs₁=F_As₁，跟重力G無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，有2段繩子與動(dòng)滑輪相連，則繩端移動(dòng)的距離s=2s₁，
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{f{s}_{1}}{F{s}_{2}}$=$\frac{f{s}_{1}}{F×2{s}_{1}}$=$\frac{f}{2F}$，所以f=2Fη．故C正確；
D、額外功等于總功減去有用功，W_額=W_總-W_有用=Fs₂-fs₁，跟重力G無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了滑輪組繩子拉力的計(jì)算以及滑輪組的機(jī)械效率，在計(jì)算過程中，要注意弄清哪些力是平衡力，不要被多余的條件所迷惑．